普通小麥-冰草異源二體附加系中冰草P染色體的分子標(biāo)記.pdf

1、冰草屬(Agropyron)是小麥族中的一個多年生近緣種屬，其染色體組為P，包括二、四、六3種倍性。四倍體冰草(Agropyron cristatum L．)是該屬植物的模式種，具有極強(qiáng)的抗寒性、抗旱性和適度的耐鹽性，同時高抗小麥白粉病、黃矮病、銹病等病害。本研究室首次突破小麥．冰草遠(yuǎn)緣雜交并且獲得了19個小麥．冰草異源二體附加系。本實驗對小麥SSR和EST-SSR引物在冰草上的通用性進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上，利用SSR及EST-SSR分

2、子標(biāo)記對普通小麥．冰草異源二體附加系進(jìn)行了分析，其目的是篩選出小麥一冰草異源二體附加系中冰草P染色體的分子標(biāo)記，并結(jié)合形態(tài)學(xué)性狀及葉銹抗性對附加系進(jìn)行歸類。獲得主要結(jié)果如下： 1．通過形態(tài)學(xué)性狀比較，可將19個附加系歸為9類；通過苗期抗小麥葉銹混合小種PHT和THT鑒定，發(fā)現(xiàn)Fukuho表現(xiàn)高感，冰草Z559表現(xiàn)近免疫，5個附加系(Ⅱ-30-5、Ⅱ-1-3、Ⅱ-3-1、Ⅱ-9-3、Ⅱ-Ⅱ-1)表現(xiàn)完全免疫，表明該5個附加系中的冰

3、草染色體攜帶有小麥抗葉銹基因，是挖掘抗小麥葉銹種質(zhì)資源的寶貴材料。 2．小麥SSR和EST-SSR引物對冰草的通用性比較發(fā)現(xiàn)，有89.0％的SSR和89.5％的EST-SSR引物對Fukuho基因組DNA可有效擴(kuò)增， 42.3％的SSR和73.5％EST-SSR引物對Z559基因組DNA可有效擴(kuò)增，表明小麥EST-SSR對冰草的通用性明顯高于SSR； SSR引物和ESq-SSR引物的擴(kuò)增強(qiáng)帶比率分別為76.1％、84.1％，說明小麥ES

4、T-SSR引物在冰草上擴(kuò)增帶的質(zhì)量亦優(yōu)于SSR；SSR引物在3個小麥品種間擴(kuò)增產(chǎn)物的多態(tài)性高于EST-SSR引物，而兩類引物在3個不同倍性冰草間擴(kuò)增產(chǎn)物的多態(tài)性水平相當(dāng)。通用性和多態(tài)性比較分析表明，普通小麥EST-SSR和SSR經(jīng)篩選雖都能轉(zhuǎn)用于冰草，但相比之下EST-SSR更優(yōu)。 3．通過對19個小麥-冰草附加系及其雙親的PCR分析，共篩選到62個冰草P染色體的SSR和EST-SSR標(biāo)記。利用13個附加系篩選到19個標(biāo)記，其中

5、5個標(biāo)記(即ksum41<,208>、ksum62<,148>、cnll23<,240>、swes160<,228>和xgwm124<,126>)可用來追蹤附加系II-21-2和Ⅱ.21.6中P染色體；6個標(biāo)記(即hafl18<,146>、swes19<,220>、swes22<,225>、swes157<,205>、swes143272和xgdm 107<,316>)可用于檢測和追蹤附加系Ⅱ-4-2、5038、Ⅱ-5-1和5043中P

6、染色體；7個標(biāo)記(即swes90<,126>、swes160<,228>、swes220<,170>、swes223<,132>、swses236<,180>、cef37<,158>和xgwm162<,182>)可用于檢測和追蹤附加系Ⅱ-30-5、Ⅱ-1-3、Ⅱ-3-1、Ⅱ-9-3和Ⅱ-ll-l中P染色體； cfe37<,158>和ksum154<,148>分別是附加系Ⅱ-7-1和Ⅱ-8-1中P染色體的唯一標(biāo)記。通過四倍體冰草篩選獲得的

7、這些標(biāo)記在3個不同倍性的冰草中擴(kuò)增帶型基本一致，即也適用于二、六倍體冰草P染色體的快速檢測與追蹤。 對另外6個小麥-冰草附加系進(jìn)行PCR擴(kuò)增， 43對引物在6個附加系中擴(kuò)增出滾草染色體的特異標(biāo)記，其中29對小麥SSR和EST-SSR引物在6個附加系中均有冰草轅j異帶的擴(kuò)增。在6個附加系均有擴(kuò)增的引物中，第六同源群的引物占到一半以上，其它}各同源群引物僅有少量分布，初步斷定該6個小麥．冰草附加系中的冰草染色體與小麥。第六同源群具有

8、部分同源關(guān)系，但該染色體可能與冰草其它染色體間發(fā)生了復(fù)雜的重排。據(jù)此，將這6個附加系中的冰草染色體暫命名為6P染色體，但相互間不盡完全相同。另外比照小麥染色體遺傳圖譜簡要地繪制出了這6個附加系中的冰草P染色體遺傳模式圖譜。 上述研究建立的SSR和EST-SSR分子標(biāo)記不僅能夠迅速、準(zhǔn)確、可靠地檢測和追蹤小麥-冰草遠(yuǎn)緣雜交后代中的外源冰草染色質(zhì)，而且為附加系歸類和確立附加系中冰草染色體的部分同源群歸屬提供依據(jù)。結(jié)合形態(tài)學(xué)性狀將19

9、個附加系歸為6類：第一類是Ⅱ-21-2和Ⅱ-21-6，其中的P染色體涉及第一和第四部分同源群；第二類，Ⅱ-4-2、5038、Ⅱ-5-1和5043，其中的P染色體可能歸屬第七部分同源群；第三類是Ⅱ-30-5、Ⅱ-1-3,Ⅱ-3_1、Ⅱ-9-3和Ⅱ-11—1，其中的P染色體攜帶有抗葉銹基因，但存在復(fù)雜的遺傳重排；第四類是Ⅱ-7-1；第五類是Ⅱ-8-1；第六類是Ⅱ-29-2Ⅱ、5114、5113、Ⅱ-26、5106和4844-12，其中的P染